พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหลวงสมรรัตนศิริเชฐ เป็นพระราชธิดาพระองค์ที่ 3 ในพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ประสูติแต่เจ้าจอมมารดาเที่ยง (สกุลเดิม โรจนดิศ) เมื่อวันศุกร์ เดือนอ้าย ขึ้น 8 ค่ำ ปีชวด จัตวาศก จุลศักราช 1214 ตรงกับวันที่ 19 พฤศจิกายน พ.ศ. 2395 เป็นพระราชธิดารุ่นแรกหนึ่งในสามพระองค์ที่ได้รับพระราชทานสร้อยพระนาม โดยอีกสองพระองค์ ได้แก่ พระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้ายิ่งเยาวลักษณ์ อรรคราชสุดา และ พระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้าทักษิณชา นราธิราชบุตรี[2] นอกจากนี้ พระนามของทั้งสามพระองค์ยังสอดคล้องกันโดยเรียงตามพระชันษา ได้แก่ พระองค์เจ้ายิ่งเยาวลักษณ์ พระองค์เจ้าทักษิณชา พระองค์เจ้าโสมาวดี[3] ทั้งนี้พระองค์มีศักดิ์เป็นพระญาติของสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากุณฑลทิพยวดี โดยพระองค์สืบเชื้อสายมาจากนายจำปา ณ เวียงจันทน์ ซึ่งเป็นญาติของเจ้าจอมมารดาทองสุก ในรัชกาลที่ 1 พระธิดาของพระเจ้าอินทวงศ์แห่งเวียงจันทน์[4]

ในพระราชพิธีฉัตรมงคล ปี พ.ศ. 2446 ซึ่งเป็นวาระที่พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงครองสิริราชสมบัติครบสองเท่าของพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว สมเด็จพระบรมชนกนาถ พระองค์มีพระราชดำริที่จะยกย่องพระราชธิดาพระองค์ใดพระองค์หนึ่งในพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวขึ้นเป็นเจ้าต่างกรมเพื่อเป็นการระลึกถึงพระเดชพระคุณ จึงมีพระบรมราชโองการดำรัสสั่งให้สถาปนาพระเจ้าพี่นางเธอ พระองค์เจ้าโสมาวดี ศรีรัตนราชธิดา ขึ้นเป็นพระองค์เจ้าต่างกรมฝ่ายใน มีพระนามตามจารึกในพระสุพรรณบัฎว่า พระเจ้าพี่นางเธอ กรมหลวงสมรรัตน์ศิริเชฐ เมื่อปี พ.ศ. 2446[5]

พระเจ้าพี่นางเธอ พระองค์เจ้าโสมาวดี ทรงดำรงตำแหน่งอธิบดีบังคับบัญชาการรักษาพระราชวังฝ่ายในและทรงดูแลกรมโขลน[6] อีกทั้งยังทรงรับอภิบาลสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศ สยามมกุฎราชกุมาร อีกทั้งพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ยังโปรดเกล้าฯ ให้พระองค์ทรงดูแลรักษากุญแจพระบรมมหาราชวังชั้นใน มาตลอดรัชกาล

ต่อมาพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหลวงสมรรัตนศิริเชฐ ได้กราบบังคมทูลลาออกไปประทับ ณ วังวรดิศ ซึ่งเป็นวังของสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระยาดำรงราชานุภาพ ซึ่งเป็นพระอนุชาต่างพระมารดา และเป็นลูกพี่ลูกน้องกัน เนื่องจากเจ้าจอมมารดาเที่ยง เป็นพี่สาวของเจ้าจอมมารดาชุ่ม พระมารดาของสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระยาดำรงราชานุภาพ

พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหลวงสมรรัตนศิริเชฐ ทรงดำรงตำแหน่งเป็นองค์กุลเชษฐ์แห่งพระบรมวงศานุวงศ์ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวและพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว เป็นเวลายาวนานเกือบ 18 ปี ตั้งแต่วันที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2456 ต่อจากพระเจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าแม้นเขียน พระปิตุจฉา ตราบจนสิ้นพระชนม์ ณ วังวรดิศ เมื่อวันอังคาร เดือน 6 แรม 4 ค่ำ ปีมะแม ตรีศก จุลศักราช 1293 ตรงกับวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2474 สิริพระชันษา 78 ปี[7] มีพระราชพิธีพระราชทานเพลิงพระศพเมื่อวันที่ 14 มีนาคม พ.ศ. 2476 ณ พระเมรุ วัดเทพศิรินทราวาส[8]